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经典控制理论(1/7)2.1经典控制理论开场白（案例导入）经典控制理论就是最早应用于工业过程中的自动控制，也叫反馈控制器，他的发展经理大概这样四个过程：1.萌芽阶段；2，起步阶段；3.发展阶段；4.标志阶段学习目标和任务了解这四个阶段发展程过程是如何逐步完善及自动控制系统怎样被广泛应用的。经典控制理论(2/7)2.1经典控制理论经典控制理论即古典控制理论,也称为自动控制理论。它的发展大致经历了以下几个过程：萌芽阶段起步阶段发展阶段标志阶段经典控制理论--萌芽阶段3/7)1.萌芽阶段早在古代,劳动人民就凭借生产实践中积累的丰富经验和对反馈概念的直观认识,发明了许多闪烁控制理论智慧火花的杰作。如果要追朔自动控制技术的发展历史,早在两千年前中国就有了自动控制技术的萌芽。例如,1760年瓦特发明的飞球控制器,就是一种开环自动调节系统。经典控制理论—起步阶段(4/7)2.起步阶段随着科学技术与工业生产的发展,到十七、十八世纪,自动控制技术逐渐应用到现代工业中。1681年法国物理学家、发明家巴本巴本(D.Papin)发明了用做安全调节装置的锅炉压力调节器;1765年俄国人普尔佐诺夫(I.Polzunov)发明了蒸汽锅炉水位调节器等；经典控制理论—发展阶段(5/7)3.发展阶段1868年,英国物理学家麦克斯韦(J.C.Maxwell)通过对调速系统线性常微分方程的建立和分析。1877年和1895年，英国数学家劳斯(E.J.Routh)和德国数学家胡尔维茨(A.Hurwitz)各自提出了直接根据代数方程的系数判别系统稳定性的准则两个著名的稳定性判据—劳斯判据和胡尔维茨判据，把麦克斯韦的思想扩展到高阶微分方程描述的更复杂的系统中。1932年美国物理学家奈奎斯特(H.Nyquist)提出了频域内研究系统的频率响应法,建立了以频率特性为基础的稳定性判据,为具有高质量的动态品质和静态准确度的军用控制系统提供了所需的分析工具。1930年代末和1940年代初，伯德(H.W.Bode)和尼科尔斯(N.B.Nichols)进一步将频率响应法加以发展,形成了经典控制理论的频域分析法。建立在奈奎斯特的频率响应法和伊万斯的根轨迹法基础上的理论,称为经典控制理论(或称古典控制理论、自动控制理论),为工程技术人员提供了一个设计反馈控制系统的有效工具。经典控制理论—标志阶段(6/7)4.标志阶段1947年控制论的奠基人美国数学家维纳(N.Weiner)把控制论引起的自动化同第二次产业革命联系起来,并与1948年出版了《控制论—关于在动物和机器中控制与通讯的科学》。1948年,美国科学家伊万斯(W.R.Evans)创立了根轨迹分析方法,为分析系统性能随系统参数变化的规律性提供了有力工具,被广泛应用于反馈控制系统的分析、设计中。1954年，我国著名科学家钱学出版了《工程控制论》。从20世纪40年代到50年代末,经典控制理论的发展与应用使整个世界的科学水平出现了巨大的飞跃,几乎在工业、农业、交通运输及国防建设的各个领域都广泛采用了自动化控制技术。以传递函数作为描述系统的数学模型,以时域分析法、根轨迹法和频域分析法为主要分析设计工具,构成了经典控制理论的基本框架。经典控制理论主要用于解决反馈控制系统中控制器的分析与设计的问题。经典控制理论主要研究线性定常系统。经典控制理论虽然具有很大的实用价值,但也有着明显的局限性。经典控制理论—课后习题(7/7)课后习题填空1.经典控制理论的发展分为______、______、______、_______四个阶段。2.建立在奈奎斯特的_______和______基础上的理论,称为经典控制理论3.经典控制理论主要用于解决_____控制系统中_______的分析与设计的问题。